Точно так же, как в базовой реляционной модели поддерживаются унарные операции SELECT(выборка) и PROJECT(проецирование), в расширенной реляционной модели важное место отводится дополнительной унарной операции «временного среза» (time-sliсe). В рамках временной модели данных такого рода, как HDRM операции временного среза могут применяться к некоторому отношению в качестве ограничивающего критерия поиска, задаваемого в фазе WHEN (когда), в значительной мере таким же образом, каким при операции SELECT используются подобные ограничения во фразе WHERE (где).

Другим  архитектурным подходом к временным БД, также основанным на расширении реляционной модели, является временная реляционная модель TRM. В TRM временная БД определяется как объединение 2ух множеств отношений R_s и R_t, где R_s – множество всех статических отношений, а R_t – множество всех отношений, изменяющихся во времени. Временные интервалы, концептуально подобранные периодам жизни в HDRM, включают два обязательных атрибута – отметки времени, представляющих начальное время T_s (start time) и конечное время T_e (end time), т.е. нижнюю и верхнюю границы интервала соответственно.

В связи  с тем, что временные модели данных, такие, как TRM, имеют реляционные основы, представляется вполне естественным, что в них значительную роль будет играть нормализация. В модели TRM используется концепция временной нормальной формы TNF, определяемой следующим образом: отношение в TNF находится тогда и только тогда, когда оно находится в нормальной форме Бойса-Кодда и не существует каких-либо временных зависимостей между неключевыми атрибутами.

Другая  полезная возможность, которую может  обеспечить временное измерение, - это  управление будущим временем. Управление данными будущего для многих приложений может быть настолько же важным, насколько и возможность запрашивать исторические данные. Точно также, как доступ к историческим данным является по большей части ориентированным на выборку, транзакции, связанные с данными будущего, ориентированы главным образом на обновление. (например, изменить з/пл какого-либо служащего на 15 июля 1999 года).

Короче  говоря, управление будущим во временной  базе данных может быть настолько  же важным, как и возможности запросов в прошлом. Поскольку временные  БД развиваются, такие возможности  будут, вероятно, предусматриваться в коммерческих программных продуктах. 

Билет 24. Активные БД

Традиционные  БД являются пассивными, они играют организационную роль, направленную на обеспечение хранения данных. В  последние годы эта роль меняется, и важность концепции активных БД будет возрастать. Можно, по существу, утверждать, что технология активных БД – эта врата, открывающие путь к базам знаний, исследуемым в области искусственного интеллекта (ИИ).

Главное различие между активными БД и  традиционными пассивными БД заключается, в конечном счете, в том, что в системах последнего типа вся процедурная логика, включая выборку и модификацию данных, управляемых СУБД, координируется вне сферы управления данными. Если предполагается, что в результате выполнения определенной операции обновления данных (рассматриваемое как некоторое событие) должна вызываться какая-либо другая последовательность действий, выполнение этих других действий должно инициироваться логикой приложения или некоторыми иными внешними агентами. Напротив, среда активных БД поддерживает инициацию таких других действий и управление ими внутри среды БД в соответствии с предварительно установленными правилами и без необходимости получения, каких либо других внешних источников.

Наряду  с основными принципами активных БД такие их основные элементы как модели управления транзакциями, модели переходов состояний и техника использования более чем одного триггера на событие, помогут распространить возможности существующих в настоящее время технологий активных БД.

Активные  БД предусматривают возможности, позволяющие:

• Содержать логику обработки (до некоторой степени) в самой БД так, чтобы она управлялась СУБД, а не прикладным программным обеспечением приложений;
• Обеспечивать некоторую форму мониторинга событий и условий, которые воздействуют на данные и могут инициировать обработку, управляемую БД;
• Включать в систему БД также некоторое средство, с помощью которого эти  события и условия могли бы запускать логику внутри БД.

Все эти  три возможности – логика, триггеры для этой логики и средства мониторинга для активизации триггеров – выносятся из программ приложений в саму БД, обеспечивая более тесную связь системных данных и операций над данными, чем это было принято в традиционных пассивных управляемых СУБД системах.

В создании активных сред помогает несколько основных конструкций БД: ограничения, утверждения, хранимые процедуры и триггеры.

1. Ограничения являются простыми конструкциями, имеющим вид от спецификации связей первичного и внешнего ключей, используемых в ограничения целостности в реляционных БД, до SQL – ограничений, используемых для проверки принадлежности значений заданному диапазону или списку значений. Ограничения могли бы рассматриваться как первое средство для встраивания нужных правил в БД вместо использования для этой цели логики приложения. Ограничения такого вида обычно ассоциируются с конкретными объектами БД, как таблицы и определенные столбцы в таблице.
2. Утверждение представляет собой самостоятельную декларацию в схеме, используемую для спецификации ограничения, которое может затрагивать более чем одну таблицу. Утверждения имеют важное преимущество перед основными ограничениями. Они являются самостоятельными сущностями, которые не обязательно должны содержаться в определении какой-либо таблицы
3. Хранимая процедура представляет собой просто модель прикладной программы с той лишь разницей, что он относится  к БД, а не к внешней программной системе, использующей эту БД. Хранимые процедуры могут определяться относительно одной или более таблиц БД, точно так же как ограничения и утверждения.
4. Триггеры являются ключевыми компонентами, обеспечивающими превращение БД в активную среду.

Ограничения в активных БД:

1. События, условия и действия ограничиваются только операцией над БД (т. е. Запросами, операторами обновления и управления транзакциями). Однако даже самая развитая среда активных БД не может быть автономной и должна взаимодействовать с другими системными сервисами (со средствами коммуникации, с пользовательским интерфейсом)
2. Для каждого события поддерживается единственный триггер
3. СУБД должны быть способны поддерживать активные операции, а не только блокирование, выборку или обновление объектов, также связанные с ними функции. Должны иметься также в распоряжении мониторинг и подобные возможности.

 

Билет 25. Гипертекст, гипермедиа.

Термин "гипертекст" был введен в 1965 году американским ученым Тедом Нельсоном.

Гипертекст - информационное хранилище, представляющее собой довольно полное описание по заданной тематике и состоящее из специальным образом организованных фрагментов, связанных между собой.

Г=(T,I,S,Q), где Г- гипертекст;   T- тезаурус;  I- текстовая информация; S- список тем;    Q- список упорядоченных по алфавиту названий статей, терминов;

В настоящее  время термин "гипертекст" применяют  к разным объектам: 1) так называют особый метод построения информационных систем, обеспечивающий прямой доступ к данным с сохранением логических связей между ними; 2) это определенная система представления текстовой и мультимедийной информации в виде сети связанных между собой текстовых и иных файлов; 3) это особый универсальный интерфейс, отличительными чертами которого является его интерактивность и необычайная дружелюбность по отношению к пользователю.

Модели  поиска в гипертексте:

1- это  поиск ближайшей по расстоянию  гипертекстовой статьи r(Г_i,Г_a) --> min

2- поиск  статей, которые наиболее полно  удовлетворяют заданному свойству f. f-частота с которой встречается  заданное ключевое слово. f(Г_a) --> max.

3- f(Г_a) --> max  при r(Г_i,Г_a)<= r порог.

Модели  для представления знаний в ЭИС:

1- продукционная модель знаний- набор правил ЕСЛИ, ТО.

2- сетевая  модель знаний.

3- ситуационная  модель знаний - наиболее сложная  модель.

1) Продукционная  модель - позволяет за счет правил  получить факты, которые на  момент записи правил были  не известны.   Пример: 

ЕСЛИ продукция = нет ТО выпуск = нет

ЕСЛИ  лето = сухое И товар = зонт ТО продажа = нет

ЕСЛИ  регион = сибирь ТО лето = не сухое.                                                            

2) Сетевая  модель  - в ней воспроизводятся объекты, отношения между ними, события, взаимосвязи, процессы с помощью аппаратно-математических сетей.

3) Ситуационная  модель основана на базах знаний   БЗ=<БС,БР> , где БЗ - база знаний, БС- база ситуаций, БР-база решений. База ситуаций напрямую связана с базой решений БС<=>БР -  каждой ситуации соответствует свое решение.                                

Ситуация - некоторое структурированное описание состояния системы управления, внешней  среды, предпочтений субъекта...

Обобщенная  схема вывода ситуационной модели:                                                              

a) присвоение  значений текущей ситуации;

б) распознавание  текущей ситуации и поиск в  базе знаний ситуации - примера наиболее сходного с текущей;

в) выбор  решения связанного с найденным  примером.

Структура ситуационной модели, как и других, но в меньшей степени, зачастую  бывает объектно-ориентированной. Особенность объектно-ориентированной модели - классы ситуаций организуются в иерархическую структуру средствами   ООП (Объектно-ориентированного программирования).

При решении  задачи последовательно инициируются (в зависимости от условий) те или  иные классы иерархической структуры. При этом означиваются все необходимые  атрибуты ситуации. Таким образом, в  конце инициализации имеем экземпляр  ситуации, методы которого или содержат ссылку на решение или сами собой представляют это решение.

При использовании  ссылок на нетекстовые документы, использование  термина "гипертекст" для таких  систем перестало отображать их суть. Появился новый термин – гипермедиа. По мере развития компьютерной техники в гипермедийных программах и документах стали появляться ссылки на звуковые, видео, мультипликационные фрагменты. В настоящее время можно дать следующее определение гипермедиа:

Гипермедиа  – это технология организации  компьютерных документов и программ, в которых используются гиперссылки на различные объекты – текстовые, графические, звуковые, видео, мультипликационные.

Понятие гипермедиа явилось логическим и  техническим развитием понятия  гипертекст. 

Билет 26. БД в Интернете.

Internet и базы данных

Появление Всемирной Сети Сетей Internet открыло  новую эпоху в истории человечества. Каждый человек имеет доступ ко всей открытой информации. Однако в мире существует масса информационных источников, владельцы которых готовы предоставить их в пользование человечества, но не могут этого сделать по причинам недостатков технологии Internet (а иногда просто потому, что незнакомы с имеющимися технологиями). Прежде всего это относится к научным БД. На сегодняшний день основным способом распространения научных баз данных является их тиражирование на магнитных или оптических (CD-ROM) носителях. Конечно, это вполне разумный подход, но он ограничивает возможности быстрого доступа заинтересованных специалистов к изменениям в информации. (Говоря другими словами, это режим "off-line".)